深埋硬岩隧洞系统砂浆锚杆的加固机制与加固效果模拟方法

系统布置的砂浆锚杆是深埋硬岩隧洞主要支护结构,锚杆与围岩组成锚杆–围岩复合结构体,使围岩的力学特性得到改善。基于岩体的莫尔–库仑(M-C)屈服准则,推导锚杆–围岩复合结构体满足M-C准则的应力条件。结合岩体劣化本构模型,提出确定锚杆–围岩复合结构体力学参数的方法。锚杆与弹性围岩和屈服围岩组成的锚杆–围岩复合结构体的力学参数确定方法不同,锚杆与屈服围岩组成的锚杆–围岩复合结构体的力学参数与围岩当前状态的等效塑性应变有关。基于此提出一种模拟隧洞开挖支护过程中系统普通砂浆锚杆加固效果的数值方法。该方法能较好地模拟锚杆支护时机对围岩稳定性的影响。最后运用该方法对锦屏II级水电站2#引水隧洞围岩稳定性进行分析,为隧洞的施工和支护设计提供参考依据。     

考虑围压效应的大理岩弹塑性耦合力学模型研究

以锦屏T2b和 深埋大理岩循环加卸载试验结果为基础,进行如下研究：(1) 分析不同围压下锦屏大理岩的弹性参数随内变量的演化规律,得到弹性模量与围压和内变量的定量关系;(2) 基于Mohr-Coulomb 屈服准则,得到其强度参数随内变量的演化规律;(3) 考虑非关联流动法则,分析剪胀角随围压和内变量的演化规律,得到锦屏大理岩的剪胀角与围压和内变量的定量关系;(4) 最终建立考虑围压效应的大理岩弹塑性耦合力学模型,并在有限差分软件FLAC3D中进行数值实现,用于模拟分析T2b大理岩的室内常规三轴压缩试验,结果表明,数值模拟与试验结果吻合很好,该模型可以很好地反映大理岩的主要力学特性。所提研究方法和研究结果对于提高深部工程围岩(特别是具有小变形破坏特性的硬脆性围岩)变形计算和稳定性分析的准确性具有重要的参考价值和借鉴意义。     

A Procedure to Detect Flaws inside Large Sized Marble Blocks by Ultrasound

In the stone and marble industry there is considerable interest in the possibility of using ultrasound diagnostic techniques for non-destructive testing of large sized blocks in order to detect internal flaws such as faults, cracks, and fissures. In this paper we propose a specific diagnostic procedure for non-invasive, non-destructive quality control of marble blocks. Finally, the structure of a measuring set up specifically designed for in-field use is described and the experimental results are reported and discussed.     

涂布级超细大理岩粉制备及其特征

以广东茂名某地-325目大理岩粉为原料。采用湿法搅拌磨超细加工工艺，讨论了磨矿浓度、磨矿介质配比、分散剂种类、用量、转速和时间等对磨矿粒度的影响。在最优工艺条件下，试验产品粒度特征是：-2μm〉90％、D90〈2μm，SEM形貌观察为板状或片状，涂布后各项物理指标达到了铜版纸要求的标准。     

深埋车站防排烟方案研究

随着中国地铁工程建设的铺开,车站形式越来越复杂,出现了很多埋深较深的车站。以某站为例,通过软件模拟和分析,提出深埋车站防排烟方案的设计关键点和具体方案。对于深埋车站,站厅层火灾、站台层火灾,只要排烟风机压头足够,采用出入口进行补风,都可以满足防排烟要求。站台层排烟时,如开启站厅层公共区通风空调系统进行加压送风,或者把轨道排风口直接设置在站台层公共区都可以起到更好的排烟效果。车站隧道火灾时,开启区间隧道通风系统进行辅助排烟,可以满足防排烟要求。如开启站厅层公共区通风空调系统进行加压送风,可以起到更好的防排烟效果。     

ROV在深埋长隧洞水下检查中的应用

为了无损检查深埋长隧洞在长期运行后的冲刷破坏程度,为其运行安全评价及检修维护方案的制定提供数据依据,采用遥控无人潜水器ROV(Remotely Operated Vehicle)系统中的声呐进行全覆盖扫描,对重点关注部位及声呐探测异常区域结合水下机器人系统中的视频进行验证,检查混凝土表面缺陷以及附着物情况、底板磨损情况和结合部位完好性等。通过工程实践,有效地提供了长期承受高水流冲刷作业的深埋长隧洞的运行现状资料,总结了ROV应用中的优势及不足,为ROV在类似工程水下检查中的推广应用提供参考。     

锦屏大理岩力学特性试验及其数值模拟

采用锦屏大理岩进行三轴压缩过程中力学特性室内试验,并从岩石细观力学角度对其力学特性成因进行探讨。在此基础上通过引入两个参数,进一步建立了能够反映大理岩全应力-应变过程中强度变形特性的黏聚力弱化-摩擦角强化(CWFS)改进模型,并采用试验结果对该模型进行验证。研究结果表明:(1)随着围压的增大,锦屏大理岩表现出明显的脆-延-塑性转换的峰后力学特性,峰值强度与残余强度之间的差值呈单调减小的趋势,应力-应变曲线中由峰值强度向残余强度跌落段曲线的斜率逐渐变缓;(2)高围压条件下岩石裂隙之间的摩擦力、岩石内部材料的均匀化程度是导致大理岩表现出脆-延-塑性转换的峰后力学特性的主要原因;(3)黏聚力弱化-摩擦角强化改进模型能较好地描述大理岩全应力-应变过程的强度、变形特征,且模型参数物理意义明确,易于获得。     

深埋隧洞连续爆破开挖围岩应力演化规律

针对高地应力赋存环境下深埋隧洞连续爆破开挖过程,采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元软件模拟分析了围岩应力演化规律。通过对比分析准静态地应力重分布、地应力重分布与爆破荷载耦合作用2种工况,获得了高地应力赋存环境下深埋隧洞连续爆破开挖推进过程中的围岩应力演化规律及影响因素:深埋隧洞围岩主要表现为高地应力作用下的剪切破坏,隧洞连续爆破开挖卸荷过程中地应力重分布是洞壁远区围岩应力场改变的主要原因,炸药爆炸产生的爆破荷载只对炮孔附近的围岩应力产生影响,使炮孔附近围岩产生爆破张拉损坏。就本算例而言,连续爆破开挖卸荷只对掌子面后方约4 m范围内围岩产生影响,连续2个循环进尺后隧洞围岩应力场基本趋于稳定。